Ad Hoc网络中全发定收的TDMA邻节点扫描方法技术

技术编号:13745459 阅读:31 留言:0更新日期:2016-09-23 20:11
本发明专利技术所要解决的技术问题:针对采用全向天线发射信号、定向接收信号的特定无线Ad Hoc网络,提出了一套邻居节点扫描方法,来解决无线网络组网中节点对周围邻居节点信息感知的需求。针对网络中节点全发定收的工作模式,我们提出了结合网络中节点的邻居节点数目设定定向天线发射角和节点发射概率的算法,从而能够快速、高效地完成邻居节点扫描。本发明专利技术考虑的是邻居节点扫描的收/发模式选择,和定向接收天线的主波瓣角度设定问题,扫描到节点后的握手协议部分不属于发明专利技术内容。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信网络中的网络组网技术,特别涉及到无线通信网络中MAC层的邻居节点扫描方法。
技术介绍
全向天线相对于定向天线,具有覆盖范围广,信息扩散快等优点。Ad Hoc网络中的节点使用全向天线发射信号,可以将节点本身的信息快速的广播到网络中。在Ad Hoc网络组网过程中,这种全向广播的信号,可以使发射节点周围的邻居节点快速、同时感知到本地节点的信息,从而可以使本地节点同时被多个邻居节点发现,建立链接开始通信。在网络通信过程中,节点采用全向天线发射信号,可以将本地信息快速高效地广播到网络中,使得节点快速接收到信息。这种全向发射技术一方面提高了邻居节点扫描效率,从而减少了网络组网时间;另一方面利于重要信息在整个Ad Hoc网络中的广播和传输,利于信息的扩散。方向性天线相对于全向天线,具有空分复用和较强的前向增益等优点。首先方向性天线进一步利用空间资源,提高无限通信网络的容量。节点采用方向性天线在特定的方向上形成波束,在指定的方向上接收信号,而且不会被其他方向上的节点干扰(假设旁瓣的干扰很小)。使得网络中可以有两个或者多个节点同时采用全向天线发射,被多个节点采用定向天线接收,从而可以得到更大的网络吞吐量。采用自适应天线可以使用窄波束的主瓣接收信号,旁瓣和零点抑制干扰信号,可以降低系统干扰,提高阵列的输出信噪比,即提高系统的抗干扰能力,对于多径干扰也有一定的削弱作用。邻居节点发现算法在使用全向天线和定向天线不同选择的情况下,需要解决的问题也不相同。在使用全向天线发送、接收信号的系统中,每个节点都独立决定发送信号,所以在扫描其邻居节点分布情况时,其覆盖范围内的邻居节点都能收到信号,因此邻节点发现的主要工作在于解决扫描握手协议如何尽量减少冲突,以高效利用传输资源。当网络中的节点使用定向天线时,(例如节点发射信号时 采用全向天线,采用定向天线接收信号;或者节点采用定向天线发送信号,接收信号时采用全向天线;又或者节点均采用定向天线发射、接受信号。)节点发送信号时,其覆盖范围内的邻居节点不一定能够收到其信号,节点之间的正常通信/碰撞需要满足的条件从传统的时域不重叠/重叠提升为同时满足时域+空域上的相应条件,所有的发送和接收必须有的放矢(这个“的”包括同时对准时隙和方向,即满足时域/空域重叠),否则就会是无效通信。可见,当网络中的节点使用定向天线后,信道资源被刻画成二维形式,时间和空间,信道资源可以表达为{Tn,Dm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ad Hoc网络中全发定收的TDMA邻居节点扫描方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:步骤一:对进入网络中每个节点进行编号,每个节点的编号都是唯一的;步骤二:对每个节点配置同样的天线装置:节点发射信号时采用全向天线进行发射信号;节点接收信号时采用定向天线接收信号,定向接收天线的主波瓣角θ与节点周围的邻居节点数目的关系如下:当邻居节点数目大于时,则当邻居节点数目小于时,则θ=2θ;步骤三:根据步骤二得到的天线的波瓣主瓣角θ的大小,确定天线的扫描方向数N,并对每个方向进行编号1,2,3...N,具体如下;当无线Ad Hoc网络为二维时,即定向天线在一个二维平面上进行扫描,天线扫描方向个数为:N=2πθ]]>当无线Ad Hoc网络为三维时,即定向天线在三维空间上进行扫描,天线扫描方向个数为:N=21-cosθ2]]>步骤四:确定天线的收/发模式;步骤五:确定天线的工作状态:当节点处于发射模式时,节点采用全向天线发送信号,维持发射状态的时间为N个时隙;当节点处于接收模式时,节点采用定向天线接收信号,定向天线的主波瓣角大小为θ,定向天线的方向阵单元以此扫过N个方向,在每个方向上停留时间为一个时隙,共计保持接收模式的时间为N个时隙;步骤六:节点分析接收到的信号,解析数据包,将数据包的发射节点记录为已经发现的邻居节点,同时将已经发现的邻居节点个数加1;步骤七:经过N个时隙,节点完成本轮工作,处于发射模式下的节点,在这个N个时隙中处于全向发射状态;处于接收模式下的节点,在这每一个时隙中,定向天线指向一个方向进行接收,共计有N个方向,用N个时隙完成所有方向的扫描;然后,回到步骤四。...

【技术特征摘要】
1.一种Ad Hoc网络中全发定收的TDMA邻居节点扫描方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:步骤一:对进入网络中每个节点进行编号,每个节点的编号都是唯一的;步骤二:对每个节点配置同样的天线装置:节点发射信号时采用全向天线进行发射信号;节点接收信号时采用定向天线接收信号,定向接收天线的主波瓣角θ与节点周围的邻居节点数目的关系如下:当邻居节点数目大于时,则当邻居节点数目小于时,则θ=2θ;步骤三:根据步骤二得到的天线的波瓣主瓣角θ的大小,确定天线的扫描方向数N,并对每个方向进行编号1,2,3...N,具体如下;当无线Ad Hoc网络为二维时,即定向天线在一个二维平面上进行扫描,天线扫描方向个数为: N = 2 π θ ]]>当无线Ad Hoc网络为三维时,即定向天线在三维空间上进行扫描,天线扫描方向个数为: N = 2 1 - c o s θ 2 ]]>步骤四:确定天线的收/发模式;步骤五:确定天线的工作状...

【专利技术属性】
技术研发人员:归琳田丰刘勃
申请(专利权)人:上海交通大学
类型:发明
国别省市:上海;31

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